j0182641
Bronislava Kozlovská, 425561


j0182641
Obecná charakteristika
http://www.e-chembook.eu/cz/images/Periodicke_tabulky/ceska05.gif
§ chemická značka B, (lat. Borum)
§ nejlehčím prvkem III. A
§ hnědočerná pevná látka
§ patří mezi polokovy à svými vlastnostmi leží na hranici mezi kovy a nekovy
§ val. el. kon. 5B: [2He] 2s2 2p1
§ oxidační čísla: -III, 0, III
§ přírodní bor tvořen 2 izotopy: 10B (18,83%)
11B (81,17%)
§
§

j0182641
Výroba
§amorfní bor: metalotermickou redukcí B2O3  kovovým sodíkem, hořčíkem nebo hliníkem
•B2O3 + 6Na → 2B + 3Na2O
•B2O3 + 3Mg → 2B + 3MgO
•B2O3 + 2Al → 2B + Al2O3
§krystalický bor: redukcí BBr3 vodíkem při teplotě přes 1200°C nebo redukcí BCl3 zinkem za teploty
900°C
•čistý bor: termickým rozkladem BI3při teplotě 1000°C na elektricky žhaveném wolframovém vlákně
nebo redukcí chloridu boritého vodíkem působením vysokofrekvenčního elektrického výboje
•2BBr3 + 3H2 → 2B + 6HBr
•2BCl3 + 3Zn → 2B + 3ZnCl2
•2BI3 → 2B + 3I2
•mezi další způsoby výroby boru patří termický rozklad boranů a tavná elektrolýza fluoroboritanů
•

j0182641
Výskyt v přírodě
§nejvyšší obsah boru (25,57 % B) má diomignit Li2B4O7, celkem bylo mineralogicky popsáno 250
nerostů s obsahem boru
§borax (Na2B4O7·10H2O), kernit (Na2B4O7·4H2O), kaliborit (KHMg2B12O16(OH)10·4H2O),
kotoid (Mg3B2O6), colemanit (Ca2B6O11·5H2O),
ludwigit (Mg2FeBO5), hydroboracit (CaMgB6O8(OH)6·3H2O),
dumortierit (Al7(BO3)(SiO4)3O3), datolit (CaB(SiO4)(OH)),          danburit (CaB2Si2O8)
•
C:\Documents and Settings\Sona\Plocha\Bor\Borax.jpg C:\Documents and
Settings\Sona\Plocha\Bor\kernit.jpg
http://geologie.vsb.cz/loziska/loziska/nerudy/ludwigit%2001_resize.JPG
http://www.mineralium.com/Media/Shop/dan-006.jpg

j0182641
Význam pro lidský organismus
§důležitý esenciální prvek, který příznivě ovlivňuje metabolismus vápníku, fosforu a hořčíku
§reguluje hladinu testosteronu a estrogenu u žen a pomáhá při budování svalové hmoty
§mezi potraviny s vysokým obsahem boru patří zejména sója (28 mg/kg), fazole (26 mg/kg),
arašídy (18 mg/kg), jablka (až 6 mg/kg), špenát (2,9 mg/kg) a cibule (1,3 – 3,3 mg/kg)
•
http://www.gifmania.cz/Animovane-Gify-Komiks/animovane-Obrazky-Calvin-Hobbes/Animace-Calvin-Jidlo/C
alvin-Jidlo-31258.gif C:\Users\Broňa\Desktop\150b028435_27830718_o2.gif

j0182641
Využití
§při výrobě mýdel a detergentů
§palivo pro nukleární fúzi
§bor a jeho sloučeniny barví plamen intenzivně zeleně à uplatňuje se při přípravě směsí
pro pyrotechnické účely a v analytické chemii slouží jako důkaz přítomnosti boru v analyzovaném
vzorku
§ve sklářském a keramickém průmyslu – borosilková skla se vyznačují vysokou tepelnou odolností a
pod označením Pyrex  (u nás Simax) slouží k výrobě chemického i kuchyňského nádobí
§v keramice nalézá bor uplatnění především jako složka glazur
•

j0182641 D:\X_Sona\PREZENTACE\CHEMIE\Bor\boron flame - methyl-borate ester.jpg
D:\X_Sona\PREZENTACE\CHEMIE\Bor\hoření boru.jpg


j0182641
Sloučeniny
§boridy
qzahrnují skupinu více než 200 podvojných sloučenin – rozmanité stechiometrie (M5B, M4B, M3B, M5B2,
M7B3 , M11B8, MB15, MB66, atd.)
qpřipravují se přímou syntézou, např.: Cr + nB → CrBn ( t =1150°C)
qredukcí oxidů kovů borem: Sc2O3 + 7B → 2ScB2 + 3BO (t = 1800°C)
qboridy bohaté na kov jsou mimořádně tvrdé
qchemicky netečné, netěkavé, žáruvzdorné
qelektricky vodivé (např. TiB2 5× větší vodivost než kovový Ti)
§užití:
qvýroba vysokoteplotních reakčních nádob
qTiB2, ZrB2, CrB2 - rotory čerpadel, turbínové lopatky
qvnitřní povrchy spalovacích komor a raketových trysek, chemická odolnost za vysoké teploty a
vynikající elektrická vodivost - výroba elektrod
•

j0182641
§Borany
qbezbarvé diamagnetické látky
qs rostoucí molekulovou hmotností přecházejí na těkavé kapaliny až na pevné látky
qtoxické při vdechování nebo po absorpci kůží
qpodle stechiometrie bylo charakterizováno více než 25 nenabitých boranů BnHm a ještě větší
množství anionů (BnHm)x
qmimořádně reaktivní, některé jsou i samozápalné v kontaktu se vzduchem
q
q
§ tetrahydroborat sodný (Na[BH4]
q redukční činidlo
q bezproudové chemické pokovování
q povlékání plastů vodivou vrstvou pro následné elektrochemické pokovování
q tvrdé krycí povlaky odolné vůči korozi
§ diboran (B2H6)
q příprava - plynný diboran à 2NaBH4 + I2 → B2H6 + 2NaI + H2
q výroba – 2BF3 + 6NaH → 2B2H6 + 6NaF (t = 180°C)
připravují se z něho všechny ostatní borany

j0182641
§Halogenidy
qnejstálejší jsou trihalogenidy BX3
qvšechny halové prvky vytváří halogenidy typu B2X4 (samozápalné na vzduchu)
qfluor vytváří složitější systémy (B3F5, B4F6, B8F12)
qchlor vytváří sloučeniny BnCln (n = 4, 8 až 12)
qbrom BnBrn (n = 7 až 10)
•

j0182641
§trihalogenidy
qtěkavé, reaktivní sloučeniny
§fluorid boritý (BF3)
qplynná látka
qpříprava: 3CaF2 + B2O3 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 3H2O + 2BF3
qčistý se vyrábí z boraxu: Na2B4O7·10H2O + 12HF → Na2O(BF3)4 + 16H2O, Na2O(BF3)4 + 2H2SO4 →
2NaHSO4 + H2O + 4BF3
qdo prodeje přichází fluorid boritý buď v ocelových lahvích pod tlakem 12-14 MPa nebo ve formě
pevných resp. kapalných adičních sloučenin s vodou
§bromid boritý (BBr3)
qtěkavá kapalina
§jodid boritý (BI3)
qpevná látka
qprůmyslově se vyrábějí přímou halogenací oxidu v přítomnosti uhlíku:
B2O3 + 3C + 3X2 → 3CO + 2BCl3 (t = 500 °C) (X = Cl, Br, I)

j0182641
§oxid boritý (B2O3)
qpříprava: 2H3BO3 → B2O3 + 3H2O
qvzniká hořením boru na vzduchu
qbezbarvá látka
qv žáru tvoří hmotu podobnou sklu
qve vodě se snadno rozpouští za vzniku kys. trihydrogenborité:
B2O3 + 3H2O → 2H3BO
qroztavený B2O3 rozpouští oxidy kovů – vznikají charakteristicky zbarvená boritanová skla
qužití – sklářský průmysl (borosilikátová skla např. Pyrex - malý koeficient tepelné roztažnosti)
•

j0182641
§karbid boru (B4C)
qje tvrdší než diamant a vysoce odolný vůči chemikáliím
qužití: neutronové štíty a kontrolní tyče v jaderném průmyslu (působením neutronu na B vznikají
stálé neradioaktivní prvky Li a He), brusný materiál
§nitrid boru (BN)
qvzniká přímou syntézou za vysoké teploty (t = 1200°C)
qvarem s vodou hydrolyzuje – uniká amoniak (NH3)
§kyselina trihydrogenboritá (H3BO3)
qbílé průhledné krystaly, dobře rozpustné v horké vodě a alkoholu
qvelmi slabá kyselina
qpříprava: Na2B4O7·10H2O + 2HCl → 4H3BO3 + 2NaCl + 5H2O
qužití: příprava borové vody (3% vodný roztok), příprava dalších sloučenin boru
–
•

j0182641
§Tetraboritan sodný – borax (Na2B4O7·10H2O)
qtvoří bílé krystalky
qzahříváním ztrácí krystalovou vodu a mění se v borax bezvodý
qpři 900°C taje na čirou sklovitou hmotu, která se barví přítomností některých kationtů kovu a toho
se využívá v analytické chemii k důkazům kationtů v boraxové perličce
qzbarvení perliček: Cu2+ - modrozelená, Co2+ - modrá, Cr3+ - žlutozelená, Mn2+ - fialová, Ni2+ -
červenohnědá
qužití: sklářský průmysl – borosilikátová skla, skleněná vlákna a skleněné pěny (izolace), výroba
smaltů, prostředky pro snížení hořlavosti
§Peroxohydrát boritanu sodného (NaBO2·H2O2·3H2O)
qoxidační činidlo s bělícím účinkem
qpříprava: Na2B4O7·10H2O + 4H2O2 + 2NaOH + H2O → 4NaBO2·H2O2·3H2O
qužití: lékařství, výroba pracích prostředků
–
•